第一篇：太陽能汽車應用前景與技術難點

太陽能在汽車的應用及前景分析

太陽能蓄電池的結構原理

太陽能汽車的“心臟”就是電力存儲系統，它由蓄電池和電能組組成。蓄電池組相當于普通汽車的油箱。一輛太陽能汽車使用蓄電池組來儲存電能以便在必要時使用，太陽能汽車啟動裝置控制著蓄電池組，但是當太陽能汽車開動后，是通過太陽能陣列提供能量，再充到蓄電池組內。由于技術原因，蓄電池存儲能量是有限的，而且還分不同類型（鉛酸蓄電池、鎳鎘蓄電池、鋰電池以及鋰聚合物電池）。在太陽能汽車頂上，有一個圓弧形的太陽能電池板，板上整齊地排列著許多太陽能電池。這些太陽能電池在陽光的照射下，電極之間產生電動勢，通過連接2個電極的導線，就會有電流輸出。太陽能電池方陣是太陽能汽車的能源。方陣是由許多PV光電池板（通常有好幾百個）組成。方陣類型受到太陽能汽車尺寸和部件費用等的制約。目前，主要有2種類型的光電池板：硅電池和砷化合物電池。一般等級的太陽能汽車通常使用硅電池板，硅太陽能電池能把10%～15%的太陽能轉變成電能。它既使用方便，經久耐用，又很干凈，不污染環境，是比較理想的一種電源，只是光電轉換的比率小了一些。許多獨立的硅片被組合，形成太陽電池方陣，依靠光伏電源供電動發動機驅動太陽能汽車。這些方陣的工作電壓通常在50～200V，并能提供1000W的電力。方陣輸出功率的大小受到太陽、云層的覆蓋度和溫度的影響。超級太陽能汽車也能使用通常類型的太陽能光電板，但更多的是使用太空級光電板。這種板很小，但是比普通的硅片電池板要昂貴得多，然而它們的使用效率非常高。一般情況下，汽車在運動時，被轉換的太陽能被直接送到發動機控制系統。但有時提供的能量要大于發動機需求的電力，那么多余的能量就會被蓄電池儲存以備后用。當太陽能電池方陣不能提供足夠的能量來驅動發動機時，蓄電池內的被儲存的備用能量將會自動補充。當太陽能汽車不運動時，所有能量都將通過太陽能光伏陣列儲存在蓄電池內。也可以利用一些回流的能量來推動汽車。當太陽能汽車開始減速時，換用通用的機械制動，這時發動機將變成了一個發電機，能量通過發動機控制器反向進入蓄電池內進行儲存。回充到蓄電池中的能量非常少，但是卻非常實用。

太陽能天窗的原理與優點

在外觀上，太陽能天窗與普通玻璃天窗有較大區別。太陽能天窗上安裝了格柵狀的太陽能電池板，在天窗開啟后，通風透氣的效果與普通天窗一樣，但在天窗關閉時，從車內則看不到天空。這種太陽能天窗是在汽車天窗的玻璃下方設置有太陽能電池。太陽能電池與設置的控制單元輸入端相連接，輸入端連接車輛空調系統的溫度傳感器，同時輸入端還與蓄電池和點火器相連接。點火開關打開后，用此選裝開關可使太陽能天窗移動到需要的位置。當駐車或在無人看管汽車的情況下離開汽車時，一定要將太陽能天窗完全關閉。陽光充足時，鼓風機在關閉點火開關之后自動切換為太陽能運行模式。此后鼓風機電機由太陽能電池驅動，并為汽車內部空間提供新鮮空氣。只有在信息娛樂系統內設置了通風功能，并且太陽能天窗已處于外翻或關閉狀態時，才能運行通風。關閉點火開關后，只要沒有開啟駕駛員或副駕駛員車門，那么約10min內仍然能夠打開或關閉太陽能天窗。遮陽板與太陽能天窗以固定方式連在一起，不能單獨移動。為使氣流產生的風滯噪聲降至最小，導流板根據車速和天窗開度自動移動到最佳的外翻高度，此外還能明顯降低車內空氣的振動噪聲。玻璃下方的太陽能電池吸收太陽能，經汽車天窗控制單元可對蓄電池進行充電，保證蓄電池的電能充足，同時延長蓄電池的使用壽命。太陽能天窗帶給消費者的最直接好處是，在高溫天氣里，汽車在烈日下停車熄火，完全沒有能源供給時，能自動調節車內溫度。利用內置在天窗內部的太陽能集電板依靠陽光所產生的電力，經過控制系統來驅動鼓風機，將車廂外的冷空氣導入車內，驅除車內熱氣，達到降溫的目的。當駕駛者及乘員再打開車門及坐在座位上，不會感覺悶熱難耐，汽車的空調系統可以在最短時間內將車內溫度降至舒適的程度。同時可以改善車內的空氣狀況，冬天也可以減少車內前擋風玻璃的結霜。根據資料，與沒有通風降溫的車型相比，安裝了太陽能天窗的汽車駕駛室內的溫度最低可降至20℃。太陽能天窗利用太陽能供電，節能降溫，十分有效地減少了汽車內由熱所產生的“孤島”效應。目前國內銷售的車型當中，奔馳E級、奧迪A8、A6L、A4和途銳等部分車型都已配備了太陽能天窗。新奧迪A6L太陽能天窗可以在陽光充足時利用太陽能將鼓風機運轉，將車內外空氣進行交換，不消耗電能和其他能量；

輝騰轎車車頂天窗上整合了28個太陽能電池板，總共可提供24W的能量，還可以在車輛靜止的狀態下為電扇供電，減少蓄電池能量消耗。裝備了太陽能天窗的車型，一定程度上降低了空調的使用頻率，除了能為駕乘者提供舒適的用車環境以外，也有利于節省燃油，更加環保。目前，配備天窗的車型在國內已十分流行，如果能在原有天窗的基礎上加上太陽能的功能，雖然會增加一定的造車成本，但從長遠來看，有助于節省燃油以及環境保護，同樣也是未來轎車的發展趨勢[2]。

太陽能汽車充滿商機

近年來，各國都在競相研發新型太陽能汽車。美國已研制成光電轉換率達35%的高性能太陽能電池，為光電池在汽車上應用開辟了廣闊的前景。太陽能汽車已經在一些幅員遼闊國家或沙漠地區得到有效的應用。全球最負盛名的太陽能汽車比賽在澳大利亞已經連續舉辦了20多年，為推動太陽能汽車的發展作出了巨大貢獻。據介紹，由瑞士的4所理工大學聯合成功開發的“太陽能的士”，其制造得到了幾家技術領先的瑞士公司的支持。“太陽能的士”的50%的動力來自裝載了Q-Cells公司提供的高效太陽能電池片的掛車，其動力心臟———ZEBRA電池可以保證在沒有陽光的情況下駕駛300km。其50%的動力需求將會在瑞士的太陽能發電站補充。“太陽能的士”歷時18個月，跨越5個大洲、50個國家，至少行駛5萬km，成為人類歷史上第1個不消耗一滴汽油、無絲毫尾氣排放而環球旅行的交通工具。據報道，在環保汽車備受追捧的背景下，日本汽車巨頭一方面競相推出油電混合動力車、電動汽車來搶占市場，另一方面相繼開始了搭載太陽能電池汽車的研發。日產汽車公司的純電動與零排放新車Leaf已在日美歐市場銷售。據悉，該公司正考慮把太陽能技術用于此款新車，在其車頂后半部安裝太陽能電池板，為車載空調和其他部分車載設備提供輔助能源，從而提高電動車的續駛能力。本田公司也在積極進行電動汽車和太陽能技術的研究開發，并且已經試制出搭載太陽能電池的電動汽車樣車。與日產公司一樣，其樣車的太陽能目前也是用于為車載空調及其他車載設備提供輔助電源。用更新和更高的環境技術減少溫室氣體排放，降低燃油費用，已成為日本車商競爭的關鍵所在。太陽能在汽車上的應用前景：一是太陽能主要在傳統汽車上作輔助電池用，而不是作為汽車的驅動力，因為它不能帶動空調里面的壓縮機，空調里的壓縮機上千瓦，太陽能只可以帶動空調里的電扇，作為輔助動力使用；二是太陽能可以作充電站，比如在房子上搭很多的太陽能板，把太陽能收集起來給電動汽車充電；三是利用太陽能制氫，由太陽能先發電，用電解水的電制出氫氣后，儲存在一個大罐子里，給汽車里的燃料電池加氫，氫和氧氣再化合生成水同時放出電，供汽車使用。目前，太陽能車代替燃油車還不能廣泛推廣使用，主要是因為太陽能電池能量密度小，轉化效率低，價格昂貴，技術還不成熟。但是太陽能電動車是最清潔的綠色環保汽車，可以對電動車的核心技術進行創新改造，利用發電型智能控制系統，延長電池使用壽命，增加續駛里程。所以它的推廣具有廣闊的前景[3]。

太陽能汽車是一種靠太陽能來驅動的汽車。相比傳統熱機驅動的汽車，太陽能汽車能實現真正的零排放。正因為其環保的特點，太陽能汽車被諸多國家所提倡，太陽能汽車產業的發展也日益蓬勃。相信在不久的將來，太陽能定會在汽車上逐漸應用普及，這也是汽車企業一項任重而道遠的責任。

本文作者：崔立宏 工作單位：東風本田汽車有限公司

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第二篇：太陽能應用

淺析太陽能在建筑上利用

摘要：能源危機成為地區政治動蕩和戰爭根源之一，化石能源的有效性、不可再生性及對環境的危害性越來越突出，人類面臨著巨大的挑戰和威脅，而建筑業是諸行業中的能源大戶。為使人類社會得以可持續發展，必須需求新的能源。因此，太陽能應用于建筑中的采暖及生活熱水是人類賴以生存和保證社會可持續發展的能源。太陽能熱水系統技術成熟、應用廣泛、積極推廣和使用新能源和可再生能源，對減少化石能源大氣帶來的污染，保護生態環境有著重大意義。關鍵字：太陽能 利用 建筑 意義 1.太陽能的簡述

太陽能一般是指太陽光的輻射能量，在現代一般用作發電。自地球形成生物就主要以太陽提供的熱和光生存，而自古人類也懂得以陽光曬干物件，并作為保存食物的方法，如制鹽和曬咸魚等。但在化石燃料減少下，才有意把太陽能進一步發展。太陽能的利用有被動式利用（光熱轉換）和光電轉換兩種方式。太陽能發電一種新興的可再生能源。廣義上的太陽能是地球上許多能量的來源，如風能，化學能，水的勢能等等。1.1太陽能的優點

(1)普遍：太陽光普照大地，沒有地域的限制無論陸地或海洋，無論高山或島嶼，都處處皆有，可直接開發和利用，且無須開采和運輸。

(2)無害：開發利用太陽能不會污染環境，它是最清潔能源之一，在環境污染越來越嚴重的今天，這一點是極其寶貴的。

(3)巨大：每年到達地球表面上的太陽輻射能約相當于130萬億噸煤，其總量屬現今世界上可以開發的最大能源。

(4)長久：根據目前太陽產生的核能速率估算，氫的貯量足夠維持上百億年，而地球的壽命也約為幾十億年，從這個意義上講，可以說太陽的能量是用之不竭的。

2.太陽能在建筑上的應用 2.1建筑的利用

太陽能產品通過近幾年的發展，其應用領域在不斷擴大.建筑的使用功能與太陽能產品的利用有機的結合在一起，形成了一批有特色的太陽能功能性建筑。

(1)太陽能熱水

太陽能熱水主要是通過太陽能熱水器將太陽的輻射能轉化為可直接利用的熱能，對建筑進行生活熱水的供給。太陽能產品具有運行費用低、環保節能、提升建筑品位等突出優點，除了在建筑屋頂安裝太陽能外，還可以利用建筑物的南立面，作為安裝集熱器的有利位置，從而充分利用建筑外表面，安裝更多的太陽能熱水器，以提供不同使用群體對熱水的需求。

(2)太陽能光伏發電

太陽能光伏發電是根據光生伏打效應原理，利用太陽電池將太陽光能直接轉化為電能。光伏發電一般應用在三個方面：一是太陽能日用電子產品；二是為無電場合提供電源；三是并網發電。并網光伏發電系統是與電網相連并向電網輸送電力的光伏發電系統。分為帶蓄電池的和不帶蓄電池的并網發電系統。

(3)太陽能制冷

用太陽能進行制冷有兩種方法，一是先實現光一電轉換，再以電力推動常規的壓縮式制冷機制冷；二是進行光一熱轉換，以太陽能產生的熱能為空調機組進行制冷。前者系統比較簡單，但以目前的價格計算，其造價約為后者的3～4 倍。而后者與光一熱轉換直接利用不同，太陽能制冷空調是一個光一熱一冷的轉換過程，實際上是太陽能的間接利用。它不象太陽能熱水、干燥等低溫直接利用那樣容易實現，在技術上比較復雜，一般為采用溴化鋰制冷機組，利用太陽能提供的熱能驅動機組進行制冷，太陽能制冷機組COP 為0.7~1.3。

(4)太陽能采暖

太陽能采暖技術即利用太陽能產生的熱能提供建筑所需的熱負荷，該技術一般采用太陽能與地板輻射或吊頂輻射采暖結合的方式進行供暖。太陽能采暖與常規能源采暖相比，前者初投資較高，但日常運行費用低，一般3～5 年可收回成本。

(5)太陽能遮陽 在夏熱冬冷地區，遮陽對降低建筑能耗，提高室內居住舒適性有顯著的效果。而太陽能產品作為潔能源應用的典范，在建筑節能、建筑外遮陽等領域中的應用，無疑有著舉足輕重的作用。太陽能產品作為一種有效的綠色節能產品，主要功能是為建筑提供能源，以能源產品和遮陽產品結合，成為建筑的構件，應該是建筑節能的一個重要的發展方向。

(6)太陽能通風

在太陽能建筑中，春秋季為了平衡太陽能的利用，采用太陽能煙囪拔風，加強室內通風。太陽能煙囪即利用太陽能產品提供的熱量加熱安裝在煙囪內盤管中的水，通過熱傳遞，使煙囪內溫度升高。利用熱空氣上升的原理，使煙囪內空氣向上流動，達到室內強制通風，來調節室內氣候。2.2太陽能的意義

(1)太陽能作為清潔環保的可再生能源，已經被廣泛應用于民用建筑當中，研究表明，在太陽能利用方面具有經濟價值的地區是年輻射總量高于2200h的地區。因此，我國在大部分地區的建筑物中推廣應用太陽能熱利用技術已具備了良好的條件，特別是對電力緊缺地區具有一定的經濟效益和社會效益，太陽能廣泛應用于建筑物采暖不但節省大量的石化能源，而且減少了對不可再生能源的消耗。

(2)經濟上，民用建筑采暖的迅速發展，導致了居民生活用電量迅速增加，由于我國電力系統本身特點(火力發電占絕大部分)，調解性能較差，且已經存在著很大的高峰低谷負荷差異，隨著我國居民住宅采暖的發展，雖然其耗電量不大，但卻進一步加大了這種峰谷差異，使得電力系統的發展越來越不平衡，高峰負荷日益增加。因此這樣會造成巨大的能源消耗和嚴重污染，太陽能采暖將會給個人，國家都帶來巨大的經濟效益。

(3)提高人民生活質量：隨著國民經濟的迅速發展和人民生活水平的逐步提高，人們對生活舒適度的追求越來越強烈，尤其是偏遠的農村地區，能源短缺，太陽能在民用建筑采暖和熱水供應，有效地減少了能源短缺的現狀，提高人們的生活舒適度，改善居住條件及周邊環境。3.總結

太陽能作為一種新型能源已經進入到了我們的生活的各個方面，以其環保、節能、高利用率為大眾所廣泛使用。太陽能與建筑結合問題是多科學，多層面參與和合作的綜合性事業，應根據不同的類型，技術要求，使用目的以及不同地理緯度和氣候特點，建筑類型等，對建筑的造型，平面布局和功能等進行綜合考慮。只有這樣才能使太陽能設備的設計和利用與建筑的使用達到完美的統一，推動太陽能在建筑上的運用。參考文獻：

[1]趙玉文.21世紀我國太陽能利用發展趨勢[J].中國電力, 2000,(09).[2]宋力昕,章俞之.太陽能利用及太陽能新材料發展狀況[A].21世紀太陽能新技術——2003年中國太陽能學會學術年會論文集[C], 2003.[3]劉慧芬,史占中.我國發展太陽能產業政策芻議[J].科學技術與工程, 2008,(22).[4]胡潤青.太陽能技術與激勵政策[J].建設科技, 2008,(18).[5]沃野.我國太陽能產業現狀分析及政策建議[J].當代經濟(下半月), 2008,(04).[6]繆仁杰,李淑蘭.2007,(05).太陽能利用現狀與發展前景[J].應用能源技術,

第三篇：汽車新材料及相關技術的前景與挑戰

汽車新材料及相關技術的前景與挑戰

Xx

摘要：本文主要介紹了未來汽車新材料和相關技術的前景及其將會遇到的挑戰

關鍵詞： 汽車

鋁鎂合金

今天，人們在追求汽車乘坐的舒適性與個性化的同時，愈來愈強調汽車的環保性和經濟性，對應的，對汽車材料的要求也越來越高。這是汽車工業發展的趨勢之一。在一個關于新材料的會議上，通用汽車中國投資有限公司高級項目經理劉新寬在題為《汽車材料技術動向與挑戰》的報告中認為，汽車工業持續發展對技術支持的需要表現為三點，即通過提高發動機效率和減輕重量來節省燃油；通過后處理和可再生的能源來改進排放；以機械、電子和智能材料的集成為代表的技改。而人們心目中理想的汽車則具有三個特征：利用低成本、可再生能源，且其尾氣對環境沒有影響；具有輕量化、低阻力的空氣動力學性能；自身具有個性化且乘坐舒適。

減重的動力是效益

當前世界汽車材料技術發展的主要特征如下:(1)輕量化與環保是當今汽車材料發展的主要方向；

(2)盡管近階段鋼鐵材料仍保持主導地位, 但各種材料在汽車上的應用比例正在發生變化。主要變化趨勢是高強度鋼和超高強度鋼、鋁合金、鎂合金、塑料和復合材料的用量將有較大的增長, 鑄鐵和中、低強度鋼的比例將會逐步下降,但載重車的用材變化不如轎車明顯；(3)輕量化材料技術與汽車產品設計、制造工藝的結合將更為密切, 汽車車身結構材料將趨向多材料設計方向；

(4)更重視汽車材料的回收技術；

(5)電動汽車、代用燃料汽車專用材料以及汽車功能材料的開發和應用工作不斷加強。

今天，汽車材料的熱門領域，主要是輕型結構材料和先進功能材料，前者應用于車身、底盤和動力系統，后者應用于內燃機和后處理、能量儲存和轉換、電子學及智能材料，如燃料電池用的材料、儲氫材料和傳感器。至于減輕重量的方法，劉新寬認為，首先是使用輕量化的材料，而通過ＣＡＥ模型工具也可以使材料的剛度、強度和厚度達到局部最優化，至于材料界，則需要發展低成本、穩定的生產工藝，以使復合材料結構件達到減重的目的。

如何在汽車制造中使用輕量化材料，通用汽車在實踐中做了諸多嘗試：一是激光拼焊板技術，即通過幾塊不同板材的焊接，在正確的位置設計使用正確的材料，從而優化重量的分配。液壓成型鋼結構也是一種有效的成型工具，采用這一技術生產的通用大卡車效果明顯，如達到了兩倍的扭轉剛度，減輕了１５％的重量，安全性和乘坐性能得到了提高。

值得一提的是超輕車身用鋼。據測算，如果車身完全采用這一材料，汽車的重量可以減輕３６％。通用汽車目前使用的超輕車身用鋼不到車身的５％，劉新寬表示，通用汽車的目標是在未來３～５年內，使這一數字上升到２４％。應用鋁板高溫快速成型工藝可以大幅度降低鋁板成型過程中產生的廢品，通用汽車第一年就節約成本５００萬美元，據估計，如果通用汽車整個公司都采用這一生產工藝，一年可以節約１０億美元，并且減少廢品的生產，達到減重與節約成本的目的。

誰將取代鋼鐵

汽車使用的輕量化材料主要包括鋁合金、鈦合金、鎂合金和塑料材料。資料顯示，２００２年，通用汽車平均每輛車使用了３００磅的鋁合金，通用汽車生產的ＯＬＤＳＭＯＢＩ

ＬＦ每輛車使用了４９１磅鋁，合２２３公斤。據劉新寬介紹，在使用鋁合金的汽車零部件中，發動機、變速箱與動力傳動、車輪三大部分占７０％以上，而剎車、底盤、懸架、方向盤系統及車身、保險杠、覆蓋件、儀表盤的用量則很小。由于汽車的生產量非常大，所以盡管一輛車上某些零部件的鋁合金用量不大，但總量巨大，劉新寬說：“以鋁覆蓋件為例，通用汽車一年就要消耗掉２６００萬磅鋁合金，而鋁提升后艙蓋一年則要消耗掉１２００萬磅鋁合金。”當然，要進一步采用鋁材料，除了經濟成本外，汽車工業也面臨著其他一系列挑戰，如技術挑戰，包括合金改良和靈活的制造工藝，前者涉及車身的成型性、鑄件的疲勞強度和結構件的可焊接性，后者涉及基于零件的制造工藝、可替代的制造業手段和大批量生產時的高速連接技術。此外，材料變換必然要求更換原有的生產設備，企業必須全面平衡，考慮是否真的值得。

鎂合金是典型的輕量化材料，其在汽車上的應用不到鋁合金的１／１０，遠遠低于鋁合金的使用量。世界上最大的壓鑄鎂零件是通用大面包車的鎂儀表板，重２７磅，壁厚４毫米。劉新寬說：“如果能在發動機和變速箱上應用鎂合金，那么這種材料的用量就會大得多了。”采用鎂合金所面臨的障礙，不僅有關于成型性與焊接性的技術挑戰，而且價格問題更是不容忽視，鎂合金加工成零部件產品后的價格要比鋼貴得多。一位研究人士為此感嘆道：“還沒有一種材料像鎂合金那樣，實際應用與人們的期望值反差如此之大。”

此外，其他復合材料也開始應用于汽車制造，通用２００１年生產的皮卡復合車廂使卡車的總重減輕了５０磅，而且與鋼相比，尾箱門減輕了１５磅，且開合更容易。納米復合材料的應用更是異軍突起，通用汽車在２００２年開發出了用納米復合材料制成的踏板，與傳統ＴＰＯ材料相比具有多項優點：重量減輕了２０％，剛度相當，低溫沖擊韌性更優異，易循環再利用，成本相當。

縱觀汽車工業的發展史，在大約一個世紀前的１９０６年，汽車生產材料中居于優勢地位的是木料，僅僅６年時間，到了１９１２年，鋼鐵就取代了木料在汽車生產材料中的優勢地位。那么，人們不禁要問：“這種材料更換在未來汽車的發展中還會發生嗎？如果答案是肯定的，那未來取代鋼鐵的將是什么材料呢？”

動力新也能減重

劉新寬在講話中表示，通用汽車的技術戰略由近及遠，分別是提高汽車的燃油經濟性、發展混合動力車、開發氫燃料電池。為此，通用汽車一直在做著不懈的努力，如他們生產的氫動３號，采用了新的改進型動力系統，組件更少，重量和體積也減小了；通用生產的“自主魔力”，大膽采用了與傳統的支撐系統（底盤、車架）不同的車身與底盤分離技術，車身可以隨需而換；線傳操控燃料電池車則采用了航空業使用的線傳技術。

事實上，汽車材料的變化影響非常廣泛，例如，當通用宣布將燃料電池車作為公司發展的方向時，全球首飾業的白金價格立馬下降了１０％。

那么，未來的車用燃料電池應該達到什么標準呢？通用汽車的要求是，能量密度增加２５％，尺寸重量降低１／１０，成本能夠降低幾十分之一。

參考資料； 經濟參考報

第四篇：AMT技術應用現狀與前景展望

AMT技術應用現狀與前景展望

整理時間：2008-9-25 10:02:37 來源：中國汽車工業信息網打印評論收藏關閉

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近幾年重型汽車發動機功率200～350kW，輸出扭矩900～2200N·m，需要爬行擋速比為10～17，要求擋位間隔小，速比階小于30%，這就需要使用更多的擋位（8～16個前進擋），而且越來越多地采用副的多擋位變速器。副變速器的采用和擋位數的增多，加大了駕駛員的操縱難度和勞動強度，變速器的故障率上升，手動機械式操縱機構已不適應當今重型汽車的發展。

AMT保留了原手動變速器總成的絕大部分機構，只是將其手動變速的操縱機構用自動操縱機構所取代，生產繼承性好，改造成本低，見效快，并且通過軟件的優化設計可以全面提高車輛的使用性能。因此，世界各大汽車公司和一些科研院校都在進行此項技術的研究和開發工作。表1給出了手動變速器（MT）與自動變速器的性能比較。因AMT具有較高的性價比，汽車市場對AMT的需求不斷增加。

目前，AMT在美國和歐洲已實現了商品化，重型汽車上裝配AMT的比例正在逐步增加。據預測，到2008年，歐洲近50%的MT將被AMT取代，部分AT市場也會被AMT占據。因此，近年來世界各重型汽車生產企業都在努力開發新一代的AMT產品。表2列出了世界著名重型汽車公司的AMT產品及主要特點。

我國從20世紀80年代初就開始了AMT技術的研究工作，并取得了一系列成果。在AMT技術理論上的研究與國際水平相當，但在產品化方面，與國外的差距較大。表3列出了國內開展AMT技術研究的單位及其產品特點。

在AMT技術理論研究取得一系列成果后，目前國內研究主要集中在提高系統可靠性、適應性和降低成本上。北京理工大學正在與國內幾家汽車公司和變速器生產廠家合作開發AMT產品，這促進了AMT技術商品化、產業化。經過20余年的探索和發展，我國對AMT技術的研究已經逐步走向成熟，已具備了向商品化、產業化轉變的條件。推廣AMT系列化產品不僅符合我國國情，而且市場發展潛力巨大。歐洲最大的獨立汽車變速器GETRAG公司在我國進行了廣泛的市場調查后也認為，我國的重型汽車AMT市場前景廣闊。

（1）未來10～15年內我國重型汽車技術發展的方向將是全面改善和提高重型汽車的技術性能和使用性能，這為AMT技術的發展提供了足夠的空間。

（2）對于城市公交客車，在滿足駕駛舒適簡便和低成本的雙重條件下，AMT應是其首選對象。因此，AMT技術應用于城市公交客車的發展前景廣闊。

（3）目前，國內在重型車輛上開發的AMT產品，其執行機構主要采用液壓驅動方案。由于大部分重型專用汽車上都具有不同用途的液壓系統，本身帶有液壓油源，因此現有的AMT技術可以直接在其上應用。對于無液壓油源但采用了氣壓制動的車輛，因有氣源，可采用氣動方案來驅動執行機構。由于專用汽車是一種具有高附加值、高利潤的產品，而加裝AMT系統增加的成本相對總成本來說比較小，且由此帶來的整車性能及售價的提高，對于專用汽車生產廠家來說，無疑具有較大的吸引力。

第五篇：關于PCR技術及其應用實例和前景

PCR技術及其應用實例和前景

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PCR是我們研究 分子生物學的重要方法和工具，隨著醫學科技的不斷發展，這種技術越來越被人們看重，越來越多的應用到我們的科技研究之中，作為醫學檢驗工作者，這種技術也是我們必須掌握的從這篇文章中讓我們了解一下它在實踐之中的前景。

摘要：PCR(ploymerse chain reaction)技術[1]，即聚合酶鏈反應技術，又稱基因體外擴增技術或和核酸體外擴增技術，利用兩種與相反鏈雜交并利用附著于目標DNA兩端的寡核苷酸引物在高溫(95°C)使目標DNA片斷的DNA雙鏈變性，分解為單鏈，在較低溫度(37-63°C)與引物退火，然后變溫到72°C左右。在耐高溫DNA聚合物酶的作用下引物被沿樣板DNA單鏈延伸合成互補鏈，然后有變性→退火→延伸反復進行。引物大大過量，dNTP過量，酶在高溫中是較穩定的，這樣經過幾十個循環，目標DNA片斷就按2的n次方遞增，用此法可以從mRNA中，cDNA庫中擴出目標基因。總之，生物體內核酸的復制是半保留復制，PCR技術就是在體外對此進行復制模擬。

關鍵詞：PCR技術；DNA；應用；工程效益擴大 1 引言

人類利用微生物的實踐具有悠久的歷史，公元前，人類就已經利用天然的微生物（酶）生產奶酪和酒。進入工業革命時代，人們開始對天然微生物進行篩選和誘變，生產某些簡單的代謝產物，氨基酸，維生素和抗生素。

20世紀60年代至今，隨著人類雖微生物認識的加深，DNA重組技術的出現，發酵技術的提高：更多的微生物可產生各種各樣的抗生素，應用于醫學微生物學(Medical Microbiology)中；更多微生物被發現可產生促生物質，有利于人和動植物的生長，對農業科學(Agriculture)有著極重要的支持；還有些微生物的代謝產物是重要的化工原料，加速了化工產業(Chemical Industry)的完善；再有些微生物被廣泛應用于法醫鑒定(Forenic)、醫學(Medical Science)、環境監測(Environment Supervise)分子克隆(Member Clone)、序列分析(Alignment Analysis)、考古研究(Archaeology Search)等重要學科，具有廣泛的應用前景，這就是我要介紹的PCR技術。2 PCR技術原理

下面我通過摘錄了一個實驗[2]，來介紹一下PCR技術的過程及其原理(至于它詳細的實驗過程和方法詳見參考文獻)。.在94°C高溫下雙鏈變性，分離出DNA單鏈的模板，然后降溫(55°C)，然添加的與DNA單鏈配對，緊接著溫度升高(72°C)，在DNA聚合酶的作用下，脫氧核苷三磷酸開始滲入，并從引物的結合端開始，按5ˊ-3ˊ方向延伸，合成出新生的DNA互補鏈，這一過程稱為一循環，然后重復該循環，模板DNA被大量復制。

在此，我要特別強調幾點注意事項，這也是這個實驗設計者提醒我們需要注意的地方：

(1)在配置PCR反映體系的過程中，Taq酶應在加入dNTP混合物后加入，因為有些酶的3ˊ-5ˊ的外切酶反應較強，反映體系如果不含dNTP，反應體系中的引物可能被分解。

(2)非特異性擴增產物，可能是模板有與引物同源性高的其他位點，其次是復性溫度太低，適當提高復性溫度就可以解決這些問題。

以上實驗可清楚明了地向我們展示PCR技術的原理。3 PCR技術分類

PCR技術自從1985年由Millus創立后，經歷了20年的飛速發展，是傳統微生物學與現代基因學之間的完美結晶，已成為當今世界上不可或缺的一項重要的微生物應用技術，下面我將介紹幾種常用的PCR技術[3] 3.1反轉錄PCR 反轉錄PCR(reverse transcription PCR, RT-PCR)即以RNA分子為模板的擴增技術，主要用于克隆cDNA、檢測RNA病毒、合成cDNA探針機構建RNA高效轉錄系統。3.2定量PCR 定量PCR(quantitative PCR)的基本原理是。假定其反應產物的數量同反映混合物中起始模板的mRNA或DNA的量成正比，因此通過瓊脂糖電泳樣品條帶得比較，便可以確定兩種PCR產物之間的數量關系。另外定量PCR還有廣義和狹義之分[4]，在此就不詳細介紹了。3.3實時熒光定量PCR 所謂實時熒光定量PCR(real-time quantitative PCR)技術，是指在PCR反應體系中加入熒光基團，利用映光信號積累實時監測整個PCR進程，最后通過校正曲線對未知模板進行定量分析的方法。該技術不僅實現了PCR從定性到定量的飛躍，還具有特異性更強、有效解決了PCR污染問題、自動化程度高等特點，目前已得到廣泛應用。3.4重組PCR 重組PCR(recombinant PCR RP-PCR)是指用PCR法在DNA片段上進行點突變，即擴增產物中含有域模板序列不同的堿基。利用重組PCR可造成DNA片段的堿基插入或缺失，從而研究目的基因片段的功能。3.5反向PCR 反向PCR(inverse PCR IP-CR)是對一個已知的DNA片斷序列兩側的未知序列進行擴增和研究的技術。3.6多重PCR 多重PCR(multiplex PCR)即在同一反應體系中加入多對引物，擴增同一模板的幾個區域。多重PCR可同時檢測多個突變位點或病原生物，有利于遺傳病和感染性疾病的診斷。3.7不對稱PCR 不對稱PCR(asymmetric PCR)即在擴增體系中加入不同濃度的引物，而得到單鏈DNA產物。

另外還有幾種新型的、最近興起的PCR技術[5]，雖不十分成熟，但發展前景十分廣闊。它們包括： 3.8原位PCR 原位PCR是指對組織細胞中特異DNA或RNA進行PCR擴增，然后再用原位PCR進行擴增，然后再用原位雜交對擴增產物進行定量分析的一種方法。目前有報道[6]用這種方法可檢測出組織細胞中的人乳頭瘤病毒、艾滋病毒、結核桿菌等。3.9巢式PCR 巢式PCR比常規PCR靈敏度大大提高，同時第二次擴增又可鑒定第一次擴增產物的特異性。所以這種方法用于臨床檢驗，目前血清中丙型肝炎的監測多用這種方法。

4.PCR技術應用實例

PCR技術自從建立以來，由于其敏感、高效、操作簡便，在分子生物學研究、臨床醫學和其他很多領域中得到4.1分子生物學理論研究[7] 如：制備cDNA文庫與篩選，要較多的組織。但如果用PCR技甚至幾個細胞就可以構建cDNA高了工作效率。

再如：DNA測序、檢測突變堿基、基因重組與融合、用簡并引物法擴增未知序列，無不是PCR技術在分子生物學中的應用。4.2臨床醫學[8]

如：病原體診斷，利用PCR技術可以檢測標本中的病毒、細菌、支原體，直至寄生蟲等病原生物，標本可以是組織、血液、細胞、分泌物、排泄物等。以后還發展了遺傳病基因的診斷、組織器官移植的配型選擇、腫瘤的診斷轉移和確定、法醫學和其他臨床醫學領域。4.3考古學[9]

由于PCR技術對基因組的完整性要求不高，因而對分子考古學極為有幫助，科判定生物種類間的親緣關系、進化途徑等。

如：1997年德國慕尼黑大學動物研究所科學家宣稱[10]，他們對歐洲原始人——歐洲尼安德特人化石中的基因殘余物進行分析，結果表示著名的歐洲原始人尼安德特人不是歐洲現代人的祖先，這一結果又得到了英國、俄羅斯和瑞典科學家的進一步證實，為現代人的起源提供了新的論據。4.4 其他領域

PCR技術還在動植物研究領域、組織和群體生物學等領域已得到了廣泛的應用[11]。5.前景與總結

結合對以上PCR技術的了解，我認為PCR技術可以加快實現它的工程化，效

既費錢費時，又需術，只要很少組織文庫，并且大大提了廣泛應用。益化，如：應用在現代環境工程污水處理工程的微生物載體研究上[12]，PCR技術暫時只是致力于理論方面和研究方面，它并沒有像其他微生物技術那樣給人類社會帶來大規模的經濟效益，假如可以實現這一設想，那么不但PCR技術本身可以得到更加快速的發展，而且我們還可以促進經濟的發展。

比如說：在傳統的生物發酵技術上可以結合PCR技術，利用DNA在體外的復制和雜交，并實現表達，可以實現基因工程的超遠緣雜交的物種突破難進行的問題；再比如：可以通過PCR技術實現核酸雜交技術，核酸雜交法比抗原捕獲特異、敏感，但半衰期短，放射性污染不易處理，顯影時間長等缺點，目前國內外常用的生物素檢測標本中致癌物質[13]。

另外，還有很多微生物的PCR技術在工程上的應用，這里就不一一列舉了。關鍵是怎樣擴大在工程上的應用，以擴大經濟效益。這是PCR技術的關鍵。

PCR技術運用傳統生物技術結合近代基因工程原理，包含反轉錄PCR技術、定量PCR技術、實時熒光定量PCR技術、重組PCR技術、反向PCR技術、多重PCR技術、不對稱PCR技術等多種傳統PCR技術和原位PCR技術、巢式PCR技術等一系列新興PCR技術。最新的進展如[14]：結核桿菌診斷PCR；病毒學PCR技術；HIV感染PCR；檢測人COX病；DMS/BMD基因；地中海貧血PCR；血友病A基因?

在工業在分子生物學、臨床醫學、考古學等眾多領域取得了巨大成就，不但只是局限于研究領域，而且還從實用角度證明了PCR技術是一項令人類值得自傲的技術。自從1985年由Millus創立之后，又得到了近二十年的發展，所以PCR技術的發展前景是不可估量的。它絕對是現代生物學技術中一項值得發展的技術，在當今社會乃至未來社會都會有它的立足之地，充分運用它，人類會在文明發展的進程中，發出更耀眼的光芒。參考文獻：

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